电力与资源 Ｏ ＣＨ ＢＯＮ Ｄ ＬＤ ２０１３／６ 电力行业节能减排的现状及对策 欧云翔［华润电力（涟源）有限公司，湖南娄底４１７０００］ 【摘 要】近年来，我国电力工业开始告别过去粗放式发展方式，正在走上一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少，又好又快的 发展道路。由于中国能源、资源以煤为主的特点，决定了我国将长期保持以煤电为主的电力结构。新世纪以来，电力行业发展越来越多地承受煤 炭资源制约和环境、运输的多重压力，电力行业向高效益、低排放方向发展成为必然趋势。 【关键词】电力节能；现状；措施分析 【中图分类号】ＴＭ６２１ 【文献标识码】Ｂ 【文章编号】２０９５—２０６６（２０１３）１２—００５６—０２ 引言 节能减排是关系经济社会可持续发展的重大战略问题，是 中央确定的我国经济社会发展的重大战略任务。电力行业既 是优质清洁能源的创造者，又是一次能源消耗大户和污染排 放大户．因而也是国家实施节能减排的重点领域。 １电力行业节能减排的现状 近年来火电厂节能工作取得了明显的社会和经济效益，使 得能源消费以年均３．６％的增长速度支持了国民经济年均 ９．７％的增长速度．对缓解能源供需矛盾，提高经济增长质量和 效益，减少环境污染，保障国民经济持续、快速、健康发展发挥 了重要作用 目前随着国名经济的快速发展．电力工业处于高速发展新 时期。且各地均面临着相当严峻的缺电形势，各环节都面临着 巨大的压力：“厂网分开、竞价上网”的电力市场机制日趋完 善，电力体制改革后新的电力企业的管理模式已经形成，各电 力集团公司都十分注重机组的经济运行，时发电企业的运行 经济性提出了越来越高的要求 ２电力系统的基本要求 ２．１保证发供电的可靠性 电力系统对用户系统供电的中断，将使工农业生产停顿，生 活发生混乱．可能会造成严重的后果和无法挽回的经济损失。 ２．２保证电力系统运行的经济性 在保证电力系统安全可靠发电、供电及电能质量达到一定 指标的前提下．应当合理安排各类发电厂的负荷．力求降低能 源消耗以及电网的配电功率损耗，以获得最大的经济效益。 ２．３保证良好的电能质量 表征电能质量的主要指标是电压、频率和波形。我国电力 系统的额定频率是５０Ｈｚ，电网容量在３００万ｋＷ以上的，规 定的允许偏差为±０．２Ｈｚ：电网容量在３００万ｋＷ及以下的，允 许偏差为±０．５Ｈｚ。我国电力系统的额定电压有：低压单相为 ２２０Ｖ，三相为３８０Ｖ：高压为１０ｋＶ、３５ｋＶ、１１０ｋＶ、２２０ｋＶ、 ３３０ｋＶ、５００ｋＶ 为了保证用电设备的正常运行和最佳的经济 性．必须要求电力系统的频率及电压值要稳定，不能超出允许 偏差：电压波形的畸变要小．包含的谐波成分要低。 ２．４工厂供电系统 工厂供电系统是指工厂所需的电力电源从进厂起到所有 用电设备电源入端停止的整个线路。工厂供电系统由工厂总 降压变电所、高压配电线路、车间变配电所、低压配电线路及 用电设备组成 降压变电所的作用是把电力系统供给的高压 电能．变成用电设备所需要的较低电能，然后经过配电装置和 配电线路将电能送到各车间。 ３供配电系统节能技术的发展趋势 ３．１研发新型输电导线，减少输电线路损耗 在铝制导线中加入其它微量元素，可以改变导线的性能。 如耐热铝合金导线长期工作温度为１５０℃，短期工作温度可达 ２３０℃．比普通铝导线工作温度明显提高。耐热铝合金导线的 允许载流量也远远高于铝导线。１５０℃时的耐热铝合金导线的 疲劳极限和９０℃时硬铝线的大致相等。另外碳纤维复合导线 代替普通钢芯铝绞线应用于输电电网中在我国也取得成功。 由于碳纤维导线具有重量轻、载流量大、强度高、耐高温、线损 低等优点．是最具发展潜力的导线。 ３．２推广应用节能型电力变压器 目前我国使用硅钢铁心变压器，其自身消耗的电能占全国 发电量的５％以上，在配电网损耗中，变压器损耗占６Ｏ％以上。 非晶态合金是利用快速凝固技术制造的材料，具有优异的软 磁材料．是硅钢片、坡莫合金以及铁氧体的换代产品。与同容 量配电变压器的空载损耗相比较．非晶合金配电变压器空载 损耗可下降５０～６０％。 ３．３普及先进的现代静止无功补偿装置 目前．无功补偿装置主要是同步调相机和静止电容器。同 步调相机动态响应速度慢，且成本高，安装复杂。静止电容器 方法是维护较方便，装设容量可大可小，在我国是主要的补偿 装置。该方法的缺点是无功功率调节性能差。现代静止补偿装 置主要包括静止无功补偿器和静止同步补偿器。静止无功补 偿器具有性价比高、技术成熟等特点。静止同步补偿器具有损 耗很小．相应时间短，不会产生谐振，产生谐波含量少，所需电 容器、电抗器容量小．能在一定范围内提供有功功率，运行过 程中电磁噪声很低。 ４电力行业节能减排的现状及对策 ４．１减少输电线路的损耗 （１）采用高压或超高压输电。对于相同的功率，电压升高， 则电流降低．线路损耗减少。减少变压级数。输电电压每经一 次电压变换．大约要消耗１～２％的有功功率，所以减少输电电 压等级可减少损耗。 （２）合理配置变压器。避免变压器长期轻载、满载、超载运 行．一般变压器容量的选择保证负荷在６５～７５％时效率最高。 安装无功补偿设备．可以提高输、配电系统的功率因数，降低 系统的电能损耗。 （３）合理选择线路的材质和截面积。 ４．２减少输电线路运行中的损耗 （１）调整电压。在保证二次电压的前提下，应尽量提高变压 器的电压分接档位，以减小铁损。使三相负载平衡。如果三相 ＬｏＷ ＣＡＲＢｏＮ ＷＯＲＬＤ ２０１３，６ 电力与资源 负载不平衡，将增加线损。处理好导线接头，减少导线接头的 接触电阻．降低线路损耗。 （２）实施经济调度。应制定各变电所变压器的经济运行曲 （１）电动机软启动时，起动电流从零线性上升至设定值， 无冲击电流。 （２）软启动器可以引入电流闭环控制，使电动机在起动过 线．对变压器及时投切．使变压器保持最佳运行状态。 程中保持恒流，确保电动机的平稳起动。 机处于最佳的起动状态 ‘４．３配电变压器的节能措施 （１）采用节能型变压器，如￥１０、Ｓｌ１、Ｓ１３型。 （３）可根据负载特性调节起动过程的各种参数，保证电动 （４）降低了电动机在空载或轻载时的输入电压，减小了电 动机的损耗，提高了功率因数，减少了线路损耗。 （２）合理选择并联变压器的运行台数多台变压器并联运行时， 合理选择变压器的运行台数．可使变压器处于经济运行状态。 假如是ｎ台变压器．判别运行ｎ台经济还是运行ｎ一１台经 （５）具有过载、过流、缺相、过热等保护功能，提高了设备 济的临界负荷计算公式为： Ｓ ＝ＳＮ 瓣 式中：Ｓ 单台变压器的额定容量； ｎ——变压器台数： △Ｐ 一变压器空载有功功率； △Ｑ『＿＿变压器空载无功功率； Ｋ －无功经济＂３－量； △Ｐ ——变压器额定负载损耗； △Ｑ 变压器额定负载时的无功损耗。 首先根据并联变压器实际运行状况计算出ｎ台变压器的 总负荷Ｓ．然后查阅变压器有关参数，根据公式求出ｎ台变压 器的临界负荷Ｓ 。如果Ｓ＞Ｓ ，则运行ｎ台变压器，如果Ｓ＜Ｓｃｒ， 则运行ｎ一１台变压器 ４．４燃烧优化内容 烟气氧量的优化；飞灰舍碳量的优化；一次风优化分配； 不同的负荷和煤种具有不同的最佳一次风风速和风温。系统 根据锅炉的负荷和煤种，实时优化各层一次风风压和风温。 ４．５二次风优化分配 二次风的配风方式对燃烧工况有很大影响。系统根据锅 炉的负荷和煤种．实时优化层二次风的风量分配。 ４．６吹灰优化 根据炉膛排烟温度等参数的历史数据和实时参数确定合 理的吹灰周期燃烧优化步骤： （１）利用历史数据站存储的大量来自ＤＣＳ的运行数据以 及新的机组特性试验数据．分析建立锅炉燃烧优化操作变量、 干扰变量与反应锅炉燃烧经济性、安全运行、污染物排放的控 制目标量之间的多变量非线性动力学人工智能模型。 （２）利用遗传算法和模拟退火方法等全局寻优算法对锅 炉的最佳燃烧工况进行寻优，获得不同煤种下各燃烧参数的 最佳设定值 （３）把优化出的结果进行分离，送回ＤＣＳ，作为相应控制 系统的设定值 ４．７电动机拖动风机及泵类负载的节能 （１）选用节能型电动机、风机、泵。 （２）按正常操作流量的１．１￣１．１５倍及风压余量不超过１０％ 的要求考虑选用风机。 （３）选用泵时，在满足所需最大压力的情况下，其额定流 量为正常操作流量的１．１—１．５倍．扬程余量不超过８％。 （４）根据负载功率的大小，合理选择电动机的额定功率， 使电动机运行时的平均负载率在０．７～１之间．确保电动机高 效运行。 ４．８电动机软启动的特点及节能分析 的可靠性。 ４．９变频调速节能技术分析 通常配置风机、水泵、压缩机时，其额定流量高于需要的 实际流量。其次，生产状况改变时对流量的需求也发生变化， 因此，需要对流量进行调节。若采用节流调节，会造成能量损 失。若采用变频调速来调节流量，可取得较好的节电效果。例 如某一风机运行时转速为ｎ ，轴功率为Ｐ＿，通过变频调速，风 机转速降低为ｎ ，轴功率降低为Ｐ 。风机轴功率与转速存在下 列关系，Ｐ １＝（ｎ２／ｎ ） ，即风机两种运行工况下的轴功率之比 是转速之比的立方。风机转速若下降１０％，轴功率则下降 ２７．１％。 ５空气压缩机的节能措施 （１）选用节能型电动机。 （２）合理配置电动机与压缩机之间的传动装置。减少机械 传动过程中的能量损失，提高传动效率。 （３）空压机内部的活塞与缸套之间保持良好的润滑，减少 摩擦损耗。 （４）减少气路系统压力损失和泄漏。 （５）降低冷却水入口温度，提高冷却水流量，及时清除冷 却器沉积物，采用软化水等提高冷却器的交换热性能。 ６结束语 近年来，我国电力工业开始告别过去粗放式发展方式，正 在走上一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染 少，又好又快的发展道路。由于中国能源、资源以煤为主的特 点，决定了我国将长期保持以煤电为主的电力结构。节能减排 是关系经济社会可持续发展的重大战略问题．是中央确定的 我国经济社会发展的重大战略任务。电力行业既是优质清洁 能源的创造者，又是一次能源消耗大户和污染排放大户，因而 也是国家实施节能减排的重点领域。 参考文献 ［１］高华广．火电厂锅炉节油降耗的措施探究［Ｊ］．中国石油和化工标准 与质量，２０１２（Ｓ１）． ［２］邹善义．基于热力计算方法的电站煤粉锅炉运行优化［Ｄ】．中国石油 大学．２０１０． ［３】马川，张宁蓉．基于公共资源特性的调频及备用提供效率指标构建 ［Ｊ］．华北电力大学学报（社会科学版），２０１１（Ｓ２）． 收稿日期：２０１３—６—７ 作者简介：欧云翔（１９７２一），男，１９９２年贵州工学院电力系统 自动化大专毕业，２００２年贵州工学院后续学历热动本科，长 期从事电厂运行、节能管理工作。
